CN111889766B - 一种蜂窝材料孔类特征的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蜂窝材料孔类特征的加工方法,属于机械加工领域。包括以下步骤:S1、将蜂窝毛坯零件固持,使用超声匕首刀以棱柱状初孔的形式去除材料;S2、对零件进行粗加工,使用超声匕首刀沿初孔的棱柱边逐面切割,切割时,匕首式刀具的一条切削刃与棱柱面边线重合,且沿着该边线切入蜂窝材料至刀尖超出材料底部,然后由棱柱面两侧向中点切割,直至刀尖均超过棱柱面底边的中点;S3、按照步骤S2所述方法完成所有棱柱面的切割,S4、取出分离后的余料,调用气动主轴,使用菠萝铣刀铣削加工将孔壁精加工到位。本发明解决了蜂窝芯材料制孔难度大、效率低、成本高的问题,并改善了蜂窝材料孔类特征的加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械加工方法,具体涉及一种蜂窝材料孔类特征的加工方法。
背景技术
蜂窝芯材(honeycomb core),简称蜂窝芯。夹于蜂窝夹层结构两块面板中间的蜂窝状芯材。在夹层结构中主要承受剪切应力,使夹层结构具有高抗弯刚度。随着蜂窝芯材料的广泛应用,其零件结构也日趋复杂。含孔特征的蜂窝零件受现有加工技术及加工方法的限制,加工难度大,生产效率低。主要体现在:常规加工使用专用组合刀具进行铣削,该刀具由刀片与打碎体构成,铣削时,刀片将蜂窝切割分离,打碎体将分离的蜂窝进行打碎,从而达到去除材料的目的,但该刀具只能侧刃参与切削,不具有轴向进刀能力,对于封闭式的孔类特征,专用组合刀具无法独立加工。而超声切割使用匕首刀进行轴向进刀切削,但由于其刀体不回转,无法包络形成内凹曲面,制孔时会过切零件,故也无法实现孔类特征的独立加工。
现有技术中,公开号为CN206241334U,公开日为2017年06月13日,名称为“一种基于超声波机床的圆弧插铣刀具”的中国实用新型专利,具体公开了一种基于超声波机床的圆弧插铣刀具,用于加工圆弧转角,包括刀身和设置在刀身上并与圆弧转角廓形相同的切削面,切削面与刀身的侧面相交并形成切削刃。该刀具虽然对制小直径孔刀具只需按照孔轮廓插削几次就能完成,但对于大直径孔则插削次数大幅增加,且不同直径的孔需定制不同弧度的插铣刀,效率低,成本高,通用性差,无法适应蜂窝材料孔类特征的加工。因此,本申请提出一种蜂窝芯孔类特征的加工方法,对实现蜂窝材料孔类特征的快速高效加工有重要的现实意义。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中蜂窝材料制孔难度大、效率低、成本高的问题,提出了一种蜂窝材料孔类特征的加工方法,使用超声切割在零件状初孔,再结合常规铣削,实现蜂窝孔类特征的加工,降低了蜂窝材料孔类特征的加工难度,提高了加工质量与加工效率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种蜂窝材料孔类特征的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将蜂窝毛坯零件固持,使用超声匕首刀以棱柱状初孔的形式去除材料;
S2、对零件进行粗加工,使用超声匕首刀沿初孔的棱柱边逐面切割,切割时,匕首式刀具的一条切削刃与棱柱面边线重合,且沿着该边线切入蜂窝材料至刀尖超出材料底部,然后由棱柱面两侧向中点切割,直至刀尖均超过棱柱面底边的中点;
S3、按照步骤S2所述方法完成所有棱柱面的切割,零件上形成一个棱柱状的孔洞;
S4、取出分离后的余料,调用气动主轴,使用菠萝铣刀铣削加工将孔壁精加工到位。
进一步地,步骤S2具体包括:
S200:调整匕首刀的摆角,使匕首刀其中一个刃口垂直工作平台面,垂直刃以棱柱顶点A垂直***零件,直至刀尖超出零件底面;
S201:匕首刀沿着棱柱顶面多边形的一条边AB线段行进,刀尖行进至线段AB长度的过半处,刀具垂直退到安全高度;
S202:调整匕首刀的摆角,使匕首刀另一条刃口垂直工作平台面,垂直刃以棱柱顶点B垂直***零件,使刀尖超出零件底面;
S203:匕首刀沿着棱柱顶面多边形的一个边BA线段行进,刀尖行进至线段BA长度的过半处,刀具垂直退到安全高度,完成棱柱一个侧面与零件的分离;
S204:于棱柱其余侧面重复步骤S200-S203,直至棱柱状余料与蜂窝零件完全分离。
进一步地,粗加工时,垂直于蜂窝芯芯带L方向上的加工余量d不少于两倍蜂窝芯芯格大小。
进一步地,步骤S4中,菠萝铣刀采用逆铣的铣削方式精加工孔特征。
本技术方案的有益效果如下:
1、本发明所述加工方法,采用超声切割对孔类特征进行粗加工,使用常规铣削对孔类特征进行精加工,降低了单一工具对蜂窝材料孔类特征的加工难度;
2、本发明使用超声切割对孔类特征进行粗加工时,采用从棱柱面的两侧向中点方向进行切割的方式,简单快捷,提高加工效率;
3、本发明使用菠萝铣刀采用逆铣的方式加工分离后的余料,有效改善孔类特征的加工质量。
附图说明
本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚,附图中:
图1为本发明所述棱柱状初孔的结构示意图;
图2为本发明采用匕首刀粗加工初孔的示意图;
图3为本发明采用菠萝铣刀逆铣精加工的示意图;
图4为本发明零件加工完成后的结构示意图;
图中:
1、零件,2、初孔,3、匕首刀,4、孔洞。
具体实施方式
下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案,需要说明的是,本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
应用本发明加工如图1所示的孔类特征:
步骤一、将蜂窝毛坯固定在超声波切割机床工作台上,开启超声,调用超声匕首式刀具,使振动频率达至20000Hz;确定棱柱状的初孔为四棱柱形式,使用超声匕首刀3以棱柱状初孔2的形式去除材料,如图1所示,由于蜂窝芯在L向的垂直方向上加工时容易被压缩,因此粗加工余量设计时,该方向上最少留有10mm的加工余量d(大于2倍芯格直径);
步骤二、对棱柱状初孔2进行粗加工,图2中展示了匕首刀3加工棱柱状初孔2以及匕首刀3的运动轨迹,使匕首刀3的一条刀刃A与初孔任一棱柱面的侧边A重合并沿着该侧边切入蜂窝芯,直至匕首刀3刀尖超过零件1底面2-3mm;
步骤三、接着,控制匕首刀3沿着棱柱面底边C向底边中点方向切割,直至匕首刀3刀尖超过底边中点5mm;
步骤四、调整匕首刀3的摆角,使匕首刀3的刀刃B与棱柱面的侧边B并沿着该侧边切入蜂窝芯,直至匕首刀3刀尖超过零件1底面2-3mm;
步骤五、接着,控制匕首刀3沿着棱柱面底边向底边C中点方向切割,直至匕首刀3刀尖超过底边中点5mm;
步骤六、于棱柱面的另一未加工侧面重复步骤二至步骤五,直至棱柱状初孔2的余料与蜂窝零件1完全分离,零件1上形成一个棱柱状的孔洞4;
步骤七、取出分离后的初孔余料;
步骤八、使用菠萝铣刀采用逆铣的方式精加工孔特征到位。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种蜂窝材料孔类特征的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将蜂窝毛坯零件(1)固持,使用超声匕首刀(3)以棱柱状初孔(2)的形式去除材料;
S2、对零件(1)进行粗加工,使用超声匕首刀(3)沿初孔(2)的棱柱边逐面切割;切割时,匕首刀(3)的一条切削刃与初孔(2)的棱柱面边线重合,且沿着该边线切入蜂窝材料至刀尖超出材料底部,然后由棱柱面的两侧向中点切割,直至刀尖均超过棱柱面底边的中点;
S3、按照步骤S2所述方法完成所有棱柱面的切割,最终零件(1)上形成一个棱柱状的孔洞(4);
S4、取出分离后的余料,调用气动主轴,使用菠萝铣刀铣削加工将孔壁精加工到位;
步骤S2具体包括:
S200:调整匕首刀(3)的摆角,使匕首刀(3)其中一个刃口垂直工作平台面,垂直刃以棱柱顶点A垂直***零件(1),直至刀尖超出零件(1)底面;
S201:匕首刀(3)沿着棱柱顶面多边形的一条边AB线段行进,刀尖行进至线段AB长度的过半处,刀具垂直退到安全高度;
S202:调整匕首刀(3)的摆角,使匕首刀(3)另一条刃口垂直工作平台面,垂直刃以棱柱顶点B垂直***零件(1),使刀尖超出零件(1)底面;
S203:匕首刀(3)沿着棱柱顶面多边形的一个边BA线段行进,刀尖行进至线段BA长度的过半处,刀具垂直退到安全高度,完成棱柱一个侧面与零件(1)的分离;
S204:于棱柱其余侧面重复步骤S200-S203,直至棱柱状余料与蜂窝零件(1)完全分离。
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝材料孔类特征的加工方法,其特征在于:粗加工时,垂直于蜂窝芯芯带L方向上的加工余量d不少于两倍蜂窝芯芯格大小。
3.根据权利要求1所述的一种蜂窝材料孔类特征的加工方法,其特征在于: 步骤S4中,菠萝铣刀采用逆铣的铣削方式精加工孔特征。
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